專利名稱：一種600MPa級(jí)鋁系熱鍍鋅雙相鋼鋼板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雙相鋼及其制備方法，特別屬于抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)鋁系熱鍍鋅雙相鋼鋼板及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著能源、資源和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，汽車輕量化、節(jié)能降耗已成為各國(guó)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在輕量化汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大量地采用高強(qiáng)及超高強(qiáng)度鋼板已成為現(xiàn)代汽車制造業(yè)和鋼材生產(chǎn)企業(yè)共同努力的方向。汽車用鋼的發(fā)展趨勢(shì)是向著具有優(yōu)異成形性、焊接性、高強(qiáng)及較低成本的新一代冶金及生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展。在汽車材料中，汽車用鋼占汽車原材料的70%左右，汽車用鋼消耗約占世界鋼鐵材料總產(chǎn)量的24%左右，汽車中使用的鋼材品種主要有鋼板約占50%以上，優(yōu)質(zhì)鋼占30%，型鋼占6%，帶鋼占6. 5%，鋼管占3%，金屬制品及其它占1%。以桑塔納轎車為例，其每輛車用的鋼鐵材料占整個(gè)汽車的76. 7%，其中又以鋼板為最多，占整車自重的51. 2%。汽車板應(yīng)滿足轎車輕型、安全、舒適、美觀、防腐等各項(xiàng)要求。同時(shí)在國(guó)際鋼鐵公司聯(lián)合開發(fā)的超輕鋼車身一新型概念車計(jì)劃中，高強(qiáng)鋼的比例超過(guò)90%，其中80%為各強(qiáng)度級(jí)別的雙相鋼(DP鋼)。中國(guó)專利CN101942603A的《600MPa級(jí)超低硅冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制備工藝》，介紹了含Cr的熱鍍鋅雙相鋼板，其屈服強(qiáng)度為35(T380MPa以上，抗拉強(qiáng)度為61(T650MPa。其成分和組織構(gòu)成:按重量％含有，C 0. 03% O. 16%, Mn 1. 2% "2. 2%, Cr 0. 2 O. 6%,Als 0. 01% O. 08%, Si〈0. 02%, Ρ〈0· 020%, S〈0. 015%，余量為鐵。試樣在 720 820°C，保溫25^100s后，鍍鋅溫度460°C，鍍鋅時(shí)間l(T30s。從該專利情況來(lái)看，由于鋼中Si含量為冶煉殘余元素，Al為添加的脫氧劑及固N(yùn)元素，沒(méi)有另外添加排碳元素Si、Al等，所生產(chǎn)的雙相鋼延伸率與時(shí)效性較差；同時(shí)Mn含量高達(dá)2. 0%以，Cr含量高達(dá)O. 4%以上，在高溫退火過(guò)程中表面容易發(fā)生選擇性氧化而使鋼板漏鍍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第I個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板。本發(fā)明所要解決的第2個(gè)技術(shù)問(wèn)題是上述鋼板的制備方法。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為c 0. 08% O. 13%、Si :彡O. 04%、Mn :1. 4% I. 8%、Als O. 80%"I. 3%、Μο 0. 10% 0· 30%、P ( O. 015%、S 彡 O. 01%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的制備方法，依次包括以下步驟轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉一連鑄或鑄錠一熱軋或熱連軋一酸洗一單機(jī)架冷軋或冷連軋一熱鍛鋒一成品。熱軋或熱邊軋步驟的加熱溫度為118(Tl250°C，終軋溫度為85(T900°C，卷取溫度為 56(T680°C。酸洗的目的是去除熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮。將酸洗后的帶鋼進(jìn)行冷軋，冷軋壓下率為5(Γ80%，根據(jù)軋機(jī)負(fù)荷能力，不同厚度規(guī)格其壓下率不同。冷軋后的帶鋼進(jìn)行連續(xù)熱浸鍍鋅，所述的熱鍍鋅步驟的退火溫度為78(T820°C，保溫時(shí)間為6(T90s，保溫后以8 20°C /s的冷速冷至熱浸鍍鋅溫度460°C，熱浸鍍鋅l(T20s，隨后在空氣中以大于15°C/s的冷速冷至室溫。本發(fā)明中C :最有效的強(qiáng)化元素，是形成馬氏體的主要元素，鋼中碳含量決定了雙相鋼的強(qiáng)度和馬氏體的形貌；但是，保證具有良好的焊接性能和較高的延伸率，要求較低的碳含量。C含量低于O. 03%，雙相鋼最高強(qiáng)度只能達(dá)到440MPa，C含量高于O. 20%將惡化材料的焊接性 能。為了保證雙相鋼具有良好的焊接性能、較高強(qiáng)度和較高的延伸率，降低其余合金元素，降低成本，本發(fā)明中C的重量百分比控制在O. 089Γ0. 13%。Mn:屬于典型奧氏體穩(wěn)定化學(xué)元素，能夠顯著提高鋼的淬透性，并起到固溶強(qiáng)化和細(xì)化鐵素體晶粒的作用，可顯著推遲珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。但Mn作為擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素，當(dāng)高的錳含量推遲珠光體轉(zhuǎn)變的同時(shí)，也會(huì)推遲鐵素體的析出；而錳含量太低又容易引起珠光體轉(zhuǎn)變，為了獲得所需的馬氏體組織，Mn不低于I. 4%，但是不能超過(guò)2. 4%，超過(guò)2. 4%將惡化鋼板的焊接性，同時(shí)退火過(guò)程中還容易在鋼板表面發(fā)生選擇性氧化，在隨后的熱鍍鋅過(guò)程中產(chǎn)生漏鍍現(xiàn)象。所以本發(fā)明Mn重量百分比含量控制在I. 4% I. 8%。Si :高的Si含量會(huì)形成較厚的氧化鐵皮及紅銹，從而直接惡化鋼板的表面質(zhì)量與涂鍍性能；同時(shí)Si的加入，加速了鍍鋅過(guò)程中Fe-Zn的反應(yīng)，使鍍層加厚，抗粉化能力降低。因此為了提高鋼板的鍍層質(zhì)量應(yīng)盡量降低鋼中的硅含量，本發(fā)明技術(shù)方案中不添加Si，Si作為殘余元素，其含量也應(yīng)〈O. 04%。Als Al在鋼中以Als的形式存在，故以Als表示Al在鋼中的含量。Al是鐵素體形成元素，易于向鐵素體溶解，并且可以有效地提高C、Mn在鐵素體中的化學(xué)勢(shì)，兩相區(qū)退火過(guò)程中，Al的添加顯著加速C、Mn向奧氏體中的轉(zhuǎn)移，從而間接增加了奧氏體的穩(wěn)定性。Al使鐵素體充分“凈化”，避免了 C在鐵素體中的大量間隙固溶和冷卻時(shí)粗大碳化物的生成。Al也可以擴(kuò)大Fe-C相圖的α + γ區(qū)，加寬兩相區(qū)熱處理的溫度范圍，有利于保持雙相鋼力學(xué)性能的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。同時(shí)，Al還可形成AlN析出，起到一定的細(xì)化晶粒的作用。同時(shí)Al的添加，可以改善雙相鋼中組織的纖維狀，有利于Y組織的形成，從而提高鋼的沖壓成形性。Als含量低于O. 8%時(shí)，其排碳作用較小，致使奧氏體C含量偏低，容易生成貝氏體組織；Als含量高于I. 30%時(shí)，一方面增加成本，另一方面在冶煉過(guò)程中Al容易與氧發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋁夾雜，降低韌性，同時(shí)也對(duì)涂鍍性有一定影響，所以本發(fā)明Als重量百分比含量控制在O. 80%"I. 30%。P、S :為減少鋼中有害雜質(zhì)對(duì)鋼的沖壓性能的不良影響，嚴(yán)格控制鋼中的P、S的含量。同時(shí)P的添加也加速了鍍鋅過(guò)程中Fe-Zn的反應(yīng)，使鍍層加厚，粉化能力降低；同時(shí)P與Si對(duì)鍍層有復(fù)合作用，本發(fā)明中P的含量< O. 015%。Mo是碳化物形成元素，但在臨界區(qū)加熱時(shí)，鑰的碳化物多已溶解，因此對(duì)臨界區(qū)加熱時(shí)所形成的奧氏體的淬透性有良好的影響。加入Mo還可以降低屈服強(qiáng)度，提高抗拉強(qiáng)度，而保持延性基本不變;Mo的氧勢(shì)較高，不容易在帶鋼表面形成氧化物，因此具有較好的浸潤(rùn)性。其缺點(diǎn)就在于太貴重。因此本發(fā)明中Mo的含量為O.廣0.3%。本發(fā)明在C-Mn系的基礎(chǔ)上，采用了增加鋼中的Al含量，并適量添加Mo等成分進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)化的化學(xué)組分。通過(guò)適量Al的添加，改善鋼中的組織，使鐵素體呈現(xiàn)纖維狀，從而提高鋼的成形性；同時(shí)Al的添加還可以改善鋼的浸潤(rùn)性。本發(fā)明與現(xiàn)有技 術(shù)相比，所生產(chǎn)的汽車用高強(qiáng)度熱鍍鋅雙相鋼板，屈服強(qiáng)度為300MPa 400MPa，抗拉強(qiáng)度為640MPa 690MPa，延伸率為20 % 25 %。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例I :鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)C0. 13%, Mn 1. 4%, Si 0. 03%, Al 1. 3%, Mo 0. 11%,P :0. 008%, S :0. 010余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其工藝流程為鐵水預(yù)處理一冶煉一連鑄一熱軋一酸洗冷軋一熱鍍鋅退火一成
品O所述的熱軋步驟中帶鋼加熱溫度1230°C，終軋溫度870°C，卷取溫度600°C ；所述的鍍鋅退火工序?yàn)橥嘶饻囟?90°C，保溫85s，然后以10°C /s的冷卻速度冷至460°C進(jìn)行熱浸鍍鋅18s，鋅浴中Al含量為O. 18 O. 20%，然后以大于15°C /s的冷卻速度
空冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產(chǎn)品屈服強(qiáng)度為380MPa，抗拉強(qiáng)度675MPa，延伸率22%，η值為 O. 16。實(shí)施例2 鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)C0. 10%, Mn 1. 6%, Si 0. 03%, Al 1. 1%，Mo 0. 2%, P O. 010%，S :0. 009，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其工藝流程為鐵水預(yù)處理一冶煉一連鑄一熱軋一酸洗冷軋一熱鍍鋅退火一成
品O所述的熱軋步驟中帶鋼加熱溫度1230°C，終軋溫度870°C，卷取溫度650°C ；所述的鍍鋅退火工序?yàn)橥嘶饻囟?20°C，保溫60s，然后以18°C /s的冷卻速度冷至460°C進(jìn)行熱浸鍍鋅12s，鋅浴中Al含量為O. 18 O. 20%，然后以大于15°C /s的冷卻速度
空冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產(chǎn)品屈服強(qiáng)度為365MPa，抗拉強(qiáng)度650MPa，延伸率25%，η值為 O. 17。實(shí)施例3 鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)C0. 08%, Mn 1. 8%, Si 0. 02%, Al 0. 8%, Mo 0. 30%,P :0. 009%, S :0. 008，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其工藝流程為鐵水預(yù)處理一冶煉一連鑄一熱軋一酸洗冷軋一熱鍍鋅退火一成
品O所述的熱軋步驟中帶鋼加熱溫度1200°C，終軋溫度880°C，卷取溫度680°C ；所述的鍍鋅退火工序?yàn)橥嘶饻囟?00°C，保溫70s，然后以15°C /s的冷卻速度冷至460°C進(jìn)行熱浸鍍鋅15s，鋅浴中Al含量為O. 18 O. 20%，然后以大于15°C /s的冷卻速度
空冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產(chǎn)品屈服強(qiáng)度為350MPa，抗拉強(qiáng)度640MPa，延伸率24%，η值
為 O. 16。
權(quán)利要求
1.一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C :0. 089Π). 13%、Si 彡 O. 04%、Mn :1. 4% I. 8%、Als :0. 80%"I. 3%、Mo :0. 109Π). 30%、P^O. 015%、S < O. 01%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.權(quán)利要求I所述的一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板的制備方法，依次包括以下步驟 轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉步驟、連鑄或鑄錠步驟、熱軋或熱連軋步驟、酸洗步驟、單機(jī)架冷軋或冷連軋步驟、熱鍍鋅步驟、成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板制備方法，其特征在于 熱軋或熱邊軋步驟的加熱溫度為118(Tl250°C，終軋溫度為85(T900°C，卷取溫度為560^680 0C ο
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板制備方法，其特征在于 所述的熱鍍鋅步驟的退火溫度為78(T820°C，保溫時(shí)間為6(T90s，保溫后以8 20°C /s的冷速冷至熱浸鍍鋅溫度460°C，熱浸鍍鋅l(T20s，隨后在空氣中以大于15°C /s的冷速冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板及其制備方法，鋼板的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.08%~0.13%、Si≤0.04%、Mn1.4%～1.8% 、Als0.80%~1.3%、Mo0.10%~0.30%、P≤0.015%、S≤0.01%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所生產(chǎn)的汽車用高強(qiáng)度熱鍍鋅雙相鋼板，屈服強(qiáng)度為300MPa~400MPa，抗拉強(qiáng)度為640MPa~690MPa， 延伸率為20％～25％。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102876967SQ20121028440
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者楊興亮, 趙云龍, 劉永剛, 張建平, 潘紅波, 崔磊, 孫霖, 舒宏富, 張翠, 李月蘭 申請(qǐng)人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司